氢气发动机热管理系统及具有其的车辆的制作方法

本发明涉及氢气发动机热管理系统设计，具体而言，涉及一种氢气发动机热管理系统及具有其的车辆。

背景技术：

1、目前，环保节能是整个汽车行业的主攻方向，氢气作为燃烧生成产物只有水的最环保燃料，已经被多家车企应用于燃料电池系统，氢能发动机也逐渐受到各车企的重视。

2、氢能发动机与传统发动机类似，两者主要的区别是氢能发动机使用氢气替代汽油作为燃料，因此氢能发动机尾气中绝大部分成分是水蒸气。若不对水蒸气所含有的能量加以利用，则会造成氢能发动机的能量损失。

3、现有技术中，发动机通常利用防冻液或发动机冷却液的热量实现车内的采暖，也即将防冻液或发动机冷却液导入空水暖风机（气体和流体进行换热的换热装置）中实现液体和暖风气体之间的热量交换，采用此方案进行采暖，会在冬季采暖时对发动机暖机产生较强的抑制作用。

4、现有技术中，发动机冷却液的流通管路上通常设置有用于对发动机冷却液进行降温的散热器，也即，发动机冷却液从发动机内部带来的热量将在散热器内进行导出，传统技术中通常在散热器附近设置电动风扇进行散热，而电动风扇需要额外的电源输入，消耗额外的电能。

5、针对现有技术中的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种氢气发动机热管理系统及具有其的车辆，以至少解决现有技术中的氢气发动机热管理系统存在较大的能量损失的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种氢气发动机热管理系统，包括：氢气发动机，氢气发动机具有排放水蒸气的出口端；气体换热器，气体换热器的入口端与氢气发动机的出口端连通，气体换热器可利用水蒸气对气体换热器内部的气流进行加热作业；储液罐，储液罐的入口端与气体换热器的出口端连通，储液罐用于收集水蒸气经换热后产生的冷凝水。

3、进一步地，氢气发动机热管理系统还包括散热器，散热器的两端分别与氢气发动机的发动机冷却液入口、氢气发动机的发动机冷却液出口连通，以使散热器对发动机冷却液执行散热作业，储液罐的出口端具有喷嘴，喷嘴靠近散热器设置，以使喷嘴喷出的冷凝水对散热器执行冷却作业。

4、进一步地，储液罐的出口端与喷嘴之间设置有电动水泵。

5、进一步地，氢气发动机热管理系统还包括电动风扇，电动风扇靠近散热器设置。

6、进一步地，氢气发动机的出口端与气体换热器的入口端之间设置有第一三通阀，第一三通阀具有一个入口和两个相互独立的出口，第一三通阀的入口与氢气发动机的出口端连通，第一三通阀的一个出口与气体换热器的入口端连通，第一三通阀的另一个出口与发动机排气系统连通。

7、进一步地，气体换热器的出口端与储液罐的入口端之间设置有第二三通阀，第二三通阀具有一个入口和两个相互独立的出口，第二三通阀的入口与气体换热器的出口端联通，第二三通阀的一个出口与储液罐的入口端连通，第二三通阀的另一个出口与发动机排气系统连通。

8、进一步地，氢气发动机热管理系统具有采暖储液模式，氢气发动机热管理系统位于采暖储液模式时，第一三通阀与气体换热器的入口端连通的出口处于打开状态，第二三通阀与储液罐的入口端连通的出口处于打开状态。

9、进一步地，氢气发动机热管理系统具有节能喷淋模式，氢气发动机热管理系统位于节能喷淋模式时，喷嘴处于工作状态，电动水泵处于工作状态，电动风扇处于关闭状态。

10、进一步地，氢气发动机热管理系统具有强制冷却模式，氢气发动机热管理系统位于强制冷却模式时，喷嘴处于工作状态，电动水泵处于工作状态，电动风扇处于工作状态。

11、根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括氢气发动机热管理系统，氢气发动机热管理系统为上述的氢气发动机热管理系统。

12、应用本发明的技术方案，通过气体换热器替代现有的利用防冻液或者发动机冷却液的空水暖风机，利用氢能发动机尾气中的水蒸气对气体换热器内部流通的气流进行加热，以为车舱内提供暖风，既充分地利用了尾气中的热量，又避免了现有技术在冬季采暖对发动机暖机的抑制作用，进而降低了氢能发动机的能量损失，提高了氢能发动机的能源效率。

技术特征：

1.一种氢气发动机热管理系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的氢气发动机热管理系统，其特征在于，所述氢气发动机热管理系统还包括散热器（2），所述散热器（2）的两端分别与所述氢气发动机（1）的发动机冷却液入口、所述氢气发动机（1）的发动机冷却液出口连通，以使所述散热器（2）对发动机冷却液执行散热作业，所述储液罐（5）的出口端具有喷嘴（7），所述喷嘴（7）靠近所述散热器（2）设置，以使所述喷嘴（7）喷出的所述冷凝水对所述散热器（2）执行冷却作业。

3.根据权利要求2所述的氢气发动机热管理系统，其特征在于，所述储液罐（5）的出口端与所述喷嘴（7）之间设置有电动水泵（6）。

4.根据权利要求3所述的氢气发动机热管理系统，其特征在于，所述氢气发动机热管理系统还包括电动风扇（3），所述电动风扇（3）靠近所述散热器（2）设置。

5.根据权利要求4所述的氢气发动机热管理系统，其特征在于，所述氢气发动机（1）的出口端与所述气体换热器（4）的入口端之间设置有第一三通阀（8），所述第一三通阀（8）具有一个入口和两个相互独立的出口，所述第一三通阀（8）的入口与所述氢气发动机（1）的出口端连通，所述第一三通阀（8）的一个出口与所述气体换热器（4）的入口端连通，所述第一三通阀（8）的另一个出口与发动机排气系统连通。

6.根据权利要求5所述的氢气发动机热管理系统，其特征在于，所述气体换热器（4）的出口端与所述储液罐（5）的入口端之间设置有第二三通阀（10），所述第二三通阀（10）具有一个入口和两个相互独立的出口，所述第二三通阀（10）的入口与所述气体换热器（4）的出口端联通，所述第二三通阀（10）的一个出口与所述储液罐（5）的入口端连通，所述第二三通阀（10）的另一个出口与所述发动机排气系统连通。

7.根据权利要求6所述的氢气发动机热管理系统，其特征在于，所述氢气发动机热管理系统具有采暖储液模式，所述氢气发动机热管理系统位于所述采暖储液模式时，所述第一三通阀（8）与所述气体换热器（4）的入口端连通的出口处于打开状态，所述第二三通阀（10）与所述储液罐（5）的入口端连通的出口处于打开状态。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的氢气发动机热管理系统，其特征在于，所述氢气发动机热管理系统具有节能喷淋模式，所述氢气发动机热管理系统位于所述节能喷淋模式时，所述喷嘴（7）处于工作状态，所述电动水泵（6）处于工作状态，所述电动风扇（3）处于关闭状态。

9.根据权利要求3至7中任一项所述的氢气发动机热管理系统，其特征在于，所述氢气发动机热管理系统具有强制冷却模式，所述氢气发动机热管理系统位于所述强制冷却模式时，所述喷嘴（7）处于工作状态，所述电动水泵（6）处于工作状态，所述电动风扇（3）处于工作状态。

10.一种车辆，包括氢气发动机热管理系统，其特征在于，所述氢气发动机热管理系统为权利要求1至9中任一项所述的氢气发动机热管理系统。

技术总结
本发明涉及氢气发动机热管理系统设计技术领域，具体提供了一种氢气发动机热管理系统及具有其的车辆，氢气发动机热管理系统包括：氢气发动机，氢气发动机具有排放水蒸气的出口端；气体换热器，气体换热器的入口端与氢气发动机的出口端连通，气体换热器可利用水蒸气对气体换热器内部的气流进行加热作业；储液罐，储液罐的入口端与气体换热器的出口端连通，储液罐用于收集水蒸气经换热后产生的冷凝水。采用本申请的技术方案，有效地解决了现有技术中的氢气发动机热管理系统存在较大的能量损失的问题。

技术研发人员：王德平,胡文波,武继新,刘昊,刘正勇,张蒙,肖飞
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13